Дорогие друзья!

Указом Президента РФ 2017 год в России объявлен годом экологии. В этой связи, привлечение внимания к биоремедиации нефтяных загрязнений почвы, грунта и воды является актуальной задачей, т.к. динамика роста нефтяных отходов отмечается во многих странах мира.

Приоритетным направленем компании Интерсэн-плюс, является создание новых микробных препаратов для рекультивации почв, загрязненных нефтепродуктами и исследование их эффективности. Токсичные углеводороды нефти под действием бактерий-деструкторов трансформируются и служат впоследствии органическим удобрением почвы.

Уникальные технологии компании Интерсэн-плюс по управляемой биоремедиации нефтяных отходов находят успешное применение для восстановления земель при ликвидации нефтяных загрязнений. Для решения проблемы биоремедиационного процесса, нашей компанией реализуются методики микробной деструкции нефти и нефтепродуктов, имеющие практическое внедрение при совместном сотрудничестве ведущих научных учреждений, занимающихся данной проблематикой.

Бесспорно, на Российском рынке биотехнологий, управляемая биоремедиация нефтяных отходов находит широкое применение и имеет высокий потенциал развития.

Исследования направленные на изучение воздействия химических дезинфицирующих средств на биологические пленки образуемые грамположительными и грамотрицательными бактериями проводятся совместно с лабораторией анатомии микроорганизмов НИИ эпидемиологии и микробиологии им Н. Ф. Гамалеи.

Изучено воздействие третичных алкиламинов (на примере препарата ОПТИМАКС) на зрелые биопленки клинических изолятов E. coli и St. aureus. Влияние аминов на экзополисахаридный матрикс биопленки и на бактериальные клетки внутри нее.

 СПРАВКА

Биологические пленки - тонкий бактериальный слой адгезированный на органической или неорганической поверхности, состоящий из микроорганизмов и синтезируемого ими слизисто-полимерного (экзополисахаридного) матрикса. Фактором устойчивости биопленок является слизисто-полимерный слой, вырабатываемый сразу после адгезии, и включающий липополисахариды, протеогликаны, гликопротеиды, экзополисахариды аналогичные пептидогликану клеточной стенки.

Биопленки разных микроорганизмов имеют сходный принцип строения. Объединение происходит благодаря гиперсинтезу экзоклеточного матрикса, основным компонентом которого являются полисахариды. В состав экзополисахаридного матрикса (ЭПМ) также входят белки, липиды, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Полисахариды обладают протективными свойствами и препятствуют проникновению антибактериальных веществ внутрь организованной структуры. Бактерии в биопленке находятся в тесной межклеточной коммуникации. Колонии грамположительных и грамотрицательных бактерий биопленки, взаимодействуя с раздражителем, продуцируют сигнальные молекулы, которые регулируют деятельность колонии - аутоиндукторы. С увеличением плотности колонии увеличивается и концентрация аутоиндукторов, достигнув определенной концентрации, аутоиндукторы связываются с их рецепторами на поверхности мембран соседних бактерий (достижение кворума), активируют внутрибактериальные сигнальные пути, под действием которых меняется экспрессия определенных генов.

Примером защитной функции полимерной пленки является выживание Salmonella при хлорировании, что доказывает устойчивость биопленки к данному способу дезинфекции. Гипохлорит-ионы также снижают свою активность за счет инактивации биополимерами в поверхностных слоях бактериальной пленки. Защитное свойство биопленок проявляется и в отношении четвертичных аммониевых соединений (ЧАС), против биопленок E. coli, Pseudomonas, Listeria и S. aureus даже в повышенных концентрациях: отрицательно заряженные полисахариды БПМ способны связывать положительно заряженные молекулы ЧАС и тем самым защищать биопленку от уничтожения. Такой же механизм является причиной устойчивости микробных биоленок к бигуанидам и дезсредствам на основе фенольных соединений. Не эффективными оказались и широко применяемые средства дезинфекции на основе формальдегида, глутарого альдегида и ортофталевого альдегида.

Оценка антимикробной активности дезинфицирующих средств проводится по традиционным микробиологическим методикам, в результате которых регистрируется способность микроорганизмов к росту на питательных средах после воздействия микробиоцидами. Применение традиционных микробиологических методов оценки микробиоцидной активности в отношении образуемых бактериями в неблагоприятных для них условиях биопленок неэффективно, поскольку ростовые свойства бактерий в составе биопленок изменены. Отсутствие роста бактерий из биопленок после их обработки дезсредством нельзя считать критерием утраты ими жизнеспособности. Устойчивость микроорганизмов в составе биопленок обусловлена также защитными свойствами экзоклеточного полисахаридного матрикса, наличие которого является основным признаком сформированной биопленки. Микробиологическими методами не представляется возможным оценить действие дезинфицирующего средства на экзоклеточный матрикс биопленок.

Использование микроскопических методов существенно расширяет возможности объективизации оценки действия микробиоцидных препаратов на микроорганизмы, поскольку при использовании этих методов визуализируется процесс ориентированного действия молекул биоцидного вещества на структурные компоненты микроорганизмов и биопленок. По степени дезорганизации тех или иных структурных компонентов микроорганизмов можно судить об их жизнеспособности.

В результате исследования продемонстрировано, что препарат ОПТИМАКС на основе третичных алкиламинов эффективен в отношении биологических пленок бактерий и сделаны следующие выводы и рекомендации:

• Мишень для атаки молекул третичных алкиламинов - фосфатные группы биологических молекул: белков, фосфолипидов, РНК и ДНК, то есть в результате действия препарата подвергаются тотальному разрушению мембранный компонент КС (у грамотрицательных бактерий), цитоплазматическая мембрана, белки цитоплазмы, рибосомы, плазмиды и нуклеоид.
• Обнаружены выраженные изменения и в пептидогликане.
• Под воздействием средства ОПТИМАКС происходит флоккуляция бактерий с образованием многоклеточных конгломератов, ярко выраженное разрушение клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, дезорганизация цитоплазмы и деструкция рибонуклеопротеидного комплекса (нуклеоида, рибосом, плазмид – внехромосомных факторов, ответственных за развитие резистентности).
• Данный механизм биоцидного действия лимитирует развитие устойчивости бактерий.
• Разрушение бактерий внутри биопленок свидетельствует о преодолении дезинфицирующим средством ОПТИМАКС экзоклеточного матрикса (протективного барьера), и является важным показателем биоцидной активности третичных алкиламинов.
• Выявленные выраженные изменения структуры экзополисахаридного матрикса и деструкция бактериальных клеток внутри, позволяют рассматривать препарат ОПТИМАКС в качестве препарата для эффективной борьбы с биопленками.

 
Статья из журнала «ДЕЗДЕЛО» №2 / 2014

Работа проводится совместно с лабораторией анатомии микроорганизмов НИИ эпидемиологии и микробиологии им Н. Ф. Гамалеи и Московский государственный медико-стоматологический университет им. А. И. Евдокимова (МГМСУ).

В результате работы появятся новые данные по борьбе с биологическими пленками образующимися на зубопротезных заготовках, протезах, стоматологическом инструментарии и отсасывающих стоматологических системах.

Проблема образования биологических пленок на стоматологических зубопротезных заготовках, съемных протезов и слюноотсасывающих шлангов в стоматологических организациях является на сегодняшний день значительной проблемой.

В результате проведенных предварительных исследований и дальнейших планируемых исследований с большой вероятностью можно решить вопрос борьбы с данными микробными ассоциациями.

По результатам исследований планируется опубликовать научную статью с подробным описанием хода эксперимента и предлагаемые пути решения данной проблемы. На основании проведенных исследований, совместно с НИИДезинфектологии Роспотребнадзора будут разработаны Методические указания по дезинфекции и очистке стоматологических зубопротезных заготовок, съемных протезов и слюноотсасывающих шлангов в стоматологических организациях сначала для утверждения на территории Московского региона (ДЗ г. Москвы) с возможным распространение на другие территории РФ.

Работа проводится совместно с лабораторией анатомии микроорганизмов НИИ эпидемиологии и микробиологии им Н. Ф. Гамалеи, НИИДезинфектологии Роспотребнадзора и ГНЦ ПМБ Роспотребнадзора.

Повсеместное использование так называемых суббактерицидных концентраций рабочих растворов дезинфицирующих средств приводит к развитию приобретенной резистентности бактерий к дезинфицирующим средствам.

В результате исследований проведенных в лаборатории экологии ГНЦ ПМБ Роспотребнадзора доказанным фактом является наличие так называемой ассоциированной или индуцированной резистентности бактерий к антибиотикам в результате возникновения приобретенной резистентности к дезинфицирующим средствам.

Основной задачей исследований является изучение механизмов воздействия некоторых активно действующих веществ дезинфицирующих средств на бактериальные клетки и лимитирование развития устойчивости у бактерий.

В настоящее время выяснены механизмы воздействия третичных алкиламинов (на примере препарата ОПТИМАКС) на грамположительные и грамотрицательные бактерии.

Мишенью для атаки молекул третичных алкиламинов являются фосфатные группировки биологических молекул – белков, фосфолипидов, ДНК, РНК, Показано, что под воздействием третичных алкиаминов на вегетативные (планктонные) бактерии происходит флокуляция с образованием многоклеточных конгломератов, разрушение клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, тотальная дезорганизация цитоплазмы и рибонуклеопротеидного комплекса, деструкция плазмид – внехромосомных факторов наследственности, отвечающих за возникновение и распространение устойчивости бактерий.

Таким образом, механизм действия дезинфицирующего средства «ОПТИМАКС» препятствует возникновению резистентности у бактерий.

Выявленный механизм действия третичных алкиламинов на планктонные бактерии является абсолютной новизной и не опубликованный ранее.

Обеззараживание поверхностей, медицинского инструментария и медицинских отходов контаминированных микобактериями туберкулеза в настоящее время является наиболее актуально в ЛПУ противотуберкулезного профиля.

Сегодня туберкулоцидную активность дезинфицирующих средств исследуют на тест-культуре Mycobacterium terrae.

  СПРАВКА

Микобактерии - тонкие палочковидные клетки с характерным свойством кислото- и спиртоустойчивости (на одной из стадий роста), аэробные. При окраске по Граму слабо грамположительны.
Миколовые кислоты присутствуют в виде свободных сульфолипидов и Корд-фактора, с наличием которого на поверхности клеток связано характерное образование колоний М. tuberculosis в виде жгутов и патогенность.

Mycobacterium terrae – сапрофинтая непатоганная нетуберкулезная микобактерия, основное место обитания – почва и вода.

Клеточная стенка не содержит Корд-фактор, но содержит большое количество зольных элементов, что придает ей большую устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды!

 ПРОБЛЕМА

Многими авторитетными специалистами противотуберкулезной службы высказывается мнение, что исследование туберкулоцидной активности на штамме Mycobacterium terrae не является доказательно подтвержденной туберкулоцидной активностью. Необходимо проводить исследования на эффективность в отношении клинических штаммов микобактерий туберкулеза.
Необходимо проводить исследования в отношении вирулентных клинических штаммов с различной степенью резистентности к противотуберкулезным препаратам (ПТП), а именно:

• Н37RV – (ч - лабораторный, чувствительный ко всем ПТП,
• ЧУВ-1 и ЧУВ-2 – чувствительные к противотуберкулезным препаратам клинические (дикие) штаммы, выделенные из диагностического материала больных туберкулезом легких
• MDR - клинический, устойчивый,
• XDR - клинический, устойчивый.

(MDR TB – лекарственно резистентный туберкулез, который вызывается штаммами МБТ, устойчивыми к двум основным противотуберкулезным препаратам - изониазиду и рифампицину. Для борьбы с ним требуются особые, в большинстве случае весьма токсичные препараты, вызывающие серьезные побочные эффекты.

XDR TB – лекарственно резистентный туберкулез, который вызывается штаммами МБТ, устойчивыми не только к изониазиду и рифампицину, но и к канамицину и препаратам фторхинолоновой группы (офлоксацин, левофлоксацин, максаквин и т.п.)

Работы с бактериями 1-2 группы патогенности проводятся можно проводить лишь в учреждениях имеющих допуск к работе с такими патогенами.Исследования проводятся совместно с ЦНИИ туберкулеза РАМН.

В настоящее время доказана туберкулоцидная активность препаратов ОПТИМАКС и ДИАБАК на вирулентных клинических штаммах с различной степенью резистентности к противотуберкулезным препаратам.

Определены рабочие (эффективные) концентрации, рекомендованные для применения в ЛПУ противотуберкулезной службы.

Статья из журнала «ФАРМАЗИЯ» №7 2014 Действие третичных алкиламинов на планктонные культуры и биопленки ESCHERICHIA COLI и STAPHYLOCOCCUS AUREUS